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La pandemia SARS-CoV-2 sottolinea l'importanza di comprensione dell'evoluzione dei genoma del RNA

Di coronavirus) la pandemia corrente COVID-19 (malattia 2019, causata dal coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo, sottolinea l'importanza di comprensione dell'evoluzione dei genoma dell'acido ribonucleico (RNA).

Gli scienziati Zachary W. Kockler e Dmitry A. Gordenin, dall'istituto nazionale delle scienze di salute ambientale, istituti degli Stati Uniti della sanità nazionali, U.S.A., hanno esaminato le conoscenze attuali dei meccanismi e delle cause chiave di instabilità del genoma del RNA in un articolo recente inviato al " server " di Preprints*.

“I meccanismi che sono alla base dell'instabilità dei genoma del virus a RNA sono importanti per la migliore previsione della loro evoluzione, nuova emergenza dell'agente patogeno e dello sviluppo delle droghe antivirali.„

La variazione genetica (cioè, mutazione ed altri tipi di instabilità del genoma) e la selezione naturale sono i due fattori significativi quell'interazione nella creazione specie nuove. È conosciuto che i livelli elevati notevolmente di instabilità dei genoma del RNA accelerano la speciazione - permetterci di testimoniare l'evoluzione. Tuttavia, questo egualmente presenta una minaccia contro le specie che ospitano i genoma virali del RNA, compreso la pandemia in corso di SARS-CoV-2.

I critici attirano l'attenzione sull'interazione astuta di sopravvivenza del genoma virale del RNA: sforzo di 1) un bilanciamento fra un genoma stabile, che è necessario per la trasmissione del materiale genetico possibile alla progenie ed impedire l'estinzione delle specie e 2) istanze di instabilità del genoma, che sono strumentali per l'accumulazione delle varianti utili per preparare le specie per incontrare le sfide degli ambienti cangianti e da tenere conto evoluzione a valle.

Infatti, fra tutte le specie biologiche, le più alte tariffe di mutazione per nucleotide sono trovate in virus. Le instabilità nei genoma del RNA hanno potuto essere dovuto i dispositivi speciali del macchinario dei genoma del RNA, della replica del virus a RNA, di alta pressione di selezione e della predisposizione di RNA virale alle lesioni ambientali e/o endogene.

I critici notano che queste instabilità dei genoma del virus a RNA dovrebbero accelerare la loro evoluzione; queste comprensioni sono importanti ora durante la pandemia COVID-19 causata dal coronavirus SARS-CoV-2 del RNA.

Come SARS-CoV-2 mutevole per diventare ereditario fra gli esseri umani ancora non è conosciuto, ma un salto da un animale infettato agli esseri umani richiederebbe l'introduzione delle varianti. Ciò può sembrare con gli eventi non catastrofici di instabilità del genoma guadagnare un vantaggio evolutivo, i ricercatori spiega.

Disegno schematico semplificato di capitalizzazione di mutazioni nella popolazione del virus. Le mutazioni sono identificate paragonando una sequenza di un isolato virale ad una sequenza di riferimento (RefSeq). Le posizioni in cui le mutazioni sono trovate in almeno un isolato sono indicate dai rettangoli. I rettangoli blu sono posizioni stessi di in RefSeq. g0 - Un genoma dei quasispecies del virus che iniziano una popolazione che può già avere alcune differenze da RefSeq. g1 - giri g9 della replica che generano le mutazioni supplementari, che sono numerate stessi della generazione in cui un evento di mutazione si era presentato. Le mutazioni che accadono nelle generazioni successive sarebbero presenti in più piccole frazioni (riflesse dalla densità gialla diminuente di colore) all
Disegno schematico semplificato di capitalizzazione di mutazioni nella popolazione del virus. Le mutazioni sono identificate paragonando una sequenza di un isolato virale ad una sequenza di riferimento (RefSeq). Le posizioni in cui le mutazioni sono trovate in almeno un isolato sono indicate dai rettangoli. I rettangoli blu sono posizioni stessi di in RefSeq. g0 - Un genoma dei quasispecies del virus che iniziano una popolazione che può già avere alcune differenze da RefSeq. g1 - giri g9 della replica che generano le mutazioni supplementari, che sono numerate stessi della generazione in cui un evento di mutazione si era presentato. Le mutazioni che accadono nelle generazioni successive sarebbero presenti in più piccole frazioni (riflesse dalla densità gialla diminuente di colore) all'interno della popolazione. L'intero insieme degli eventi indipendenti di mutazione sarebbe descritto dalla lista in cui ogni mutazione è rappresentata soltanto una volta, indipendentemente dal numero dei genoma in cui è trovato. In questa popolazione, una tal lista è rappresentata dal genoma g9.

Gli autori approfondiscono le sorgenti possibili e probabili di instabilità del genoma che hanno generato le varianti e le domande vitali di punto culminante che collegano il mondo del RNA alla pandemia SARS-CoV-2. Tuttavia, come queste varianti chiave sono state introdotte rimane poco chiaro.

Nelle circostanze primordiali, il RNA nei protocells può essere i portafili di informazioni genetiche che sono continuato attraverso le generazioni - i critici hanno discusso le teorie differenti connesse con questa. Egualmente hanno supposto che gli agenti patogeni virali attuali fossero i resti dei protocells, sebbene non ci fosse prova di questa.

Tuttavia, sembra plausibile perché contano sui sistemi cellulari di traduzione e della trascrizione per le proteine necessarie, anche se la maggior parte dei virus a RNA codificano per alcune delle loro proteine.

Gli autori discutono i genoma del virus a RNA del doppio filo e) il senso negativo ed il positivo comprende (del unico filo - questi virus che sono mantenuti diversamente richiede i modi differenti di replica.

Le riorganizzazioni virali del genoma del RNA sono possibili perché ogni volta che la replica dei genoma del RNA, errori è presentata spesso. Ciò è riparata tramite la ricombinazione virale. Precisano che se questi eventi di ricombinazione includono i nuovi geni utili, può provocare la forma fisica aumentata del virus. Deve essere notato che un tal aumento nella forma fisica può essere un driver significativo di evoluzione e può creare le nuove malattie virali.

La rassegna egualmente discute gli errori della replica del RNA che soprattutto dipendono dal RNA polimerasi RNA-dipendente (RdRp). Approfondito l'effetto della variazione della sequenza del RdRp sulla fedeltà della replica e sulla fedeltà della replica del RdRp urta l'evoluzione virale.

Più ulteriormente, le lesioni ambientali ed endogene egualmente si presentano in RNA genomica virale e RNA cellulare. Questi possono essere persi o possono partecipare agli eventi di ricombinazione. Nell'esame, egualmente hanno riassunto la modifica della base del RNA in una tabella. Hanno dettagliato la mutagenesi bassa della sostituzione in virus a RNA, riassumenti che questi eventi generano la diversità che può piombo ai nuovi virus.

Le tecnologie avanzate attualmente disponibili permette agli scienziati di capire i trattamenti meccanicistici del virus a RNA. l'ordinamento della Unico molecola si è applicato al virome del RNA nell'ambiente e nei singoli organismi, si è accoppiato con bioinformatica con le variazioni del intra-host di indirizzi di metagenomics ed identifica il contenuto di virome multispecie.

Il documento ha sottolineato l'importanza di studio dell'impatto del misincorporation di RdRp e di correzione delle bozze sulle tariffe virali di mutazione. Egualmente hanno interrogato: Il ` è là meccanismi della riparazione del RNA oltre all'inversione diretta di AlkB?'

Gli scienziati hanno sollevato ulteriori questioni importanti ed hanno confrontato le applicazioni tecnologiche che sono prevedute nel contesto al SARS-CoV-2.

“Oltre a quello, capendo la meccanica biologica e molecolare che permette che questo gruppo fiorisca piuttosto che sia lavato via con le tariffe di errore catastrofiche rappresenta una domanda fondamentale relativa ai meccanismi generali di evoluzione.„

In generale, il documento presenta una rassegna completa sull'oggetto, pepato con le prospettive apprezzate e conclude con gli sviluppi tecnici perspicaci in materia.

Avviso *Important

le pubblicazioni preliminari pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guidano la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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